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Title:
SIMULATION CIRCUIT OF AN ALTERNATING ELECTRIC GRID AND METHOD FOR CONTROLLING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/001055
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a simulation circuit (1) of an alternating electric grid, the circuit having at least one alternating port (2), a bank (3) of first resistances (31, 32, 33, 3n) that can be selectively connected to the alternating port (2) by connecting means (4, 41, 42, 43, ..., 4n). According to the invention, the circuit (1) comprises a reversible AC-DC converter (5) comprising an alternating side (51) connected to the alternating port (2) and a direct side (52) connected to a sub-circuit (6) for dissipating energy into direct current connected to an electric battery (7) able to be charged with direct current and discharged with direct current.

Inventors:
ARAGNOU FRANCK (FR)
CARDOSO-RODRIGUES DENIS (FR)
Application Number:
PCT/EP2014/064254
Publication Date:
January 08, 2015
Filing Date:
July 03, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ELECTRICITE DE FRANCE (FR)
International Classes:
H01L31/04; H02J3/38
Foreign References:
DE19839636A12000-03-02
DE102011111192A12013-02-21
US20110175662A12011-07-21
DE102011008891A12012-07-19
Other References:
TONY SAMPLE: "Failure modes and degradation rates from field-aged crystalline silicon modules", 17 February 2011 (2011-02-17), XP055105933, Retrieved from the Internet [retrieved on 20140306]
PETER HACKE ET AL: "Testing and Analysis for Lifetime Prediction of Crystalline Silicon PV Modules Undergoing Degradation by System Voltage Stress", IEEE JOURNAL OF PHOTOVOLTAICS, I E E E, US, vol. 3, no. 1, 1 January 2013 (2013-01-01), pages 246 - 253, XP011482204, ISSN: 2156-3381, DOI: 10.1109/JPHOTOV.2012.2222351
Attorney, Agent or Firm:
ROUSSEL, ERIC (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Circuit (1) de simulation d'un réseau électrique alternatif, le circuit ayant au moins un port (2) de courant alternatif, le circuit (1) comportant au moins un banc (3) de premières résistances (31, 32, 33, 3n) aptes à être connectées de manière sélective au port (2) de courant alternatif par l'intermédiaire de moyens (4, 41, 42, 43, 4n) de connexion,

caractérisé en ce que le circuit comporte en outre au moins un convertisseur réversible AC-DC (5) comportant un deuxième côté alternatif (51) connecté au port (2) de courant alternatif et un côté continu (52) connecté à un sous-circuit (6) de dissipation d'énergie en courant continu connecté à au moins une batterie électrique (7) apte à être chargée en courant continu et à être déchargée en courant continu.

2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la batterie électrique (7) est connectée au côté continu (52) du convertisseur (5).

3. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le sous-circuit (6) de dissipation d'énergie en courant continu comprend un hacheur (8) comportant un premier côté continu (81) de hacheur, connecté au côté continu (52) du convertisseur (5), et un deuxième côté continu (82) de hacheur, connecté à au moins une deuxième résistance (9).

4. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le sous-circuit (6) de dissipation d'énergie en courant continu est constitué d'une charge électronique variable.

5. Circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (4, 41, 42, 43, 4n) de connexion comportent une commande (10, 101, 102, 103, ..., 10η) permettant de connecter et déconnecter d'une manière sélective chaque première résistance (31, 32, 33, 3n) au port (2) de courant alternatif.

6. Circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (4, 41, 42, 43, ..., 4n) de connexion comportent au moins un interrupteur (41, 42, 43, 4n) branché en série avec chaque première résistance (31, 32, 33, 3n), chaque interrupteur (41, 42, 43, 4n) comportant une commande (101 , 102, 103, ... , 10η) d'interrupteur permettant de le faire passer d'une manière sélective dans l'une et l'autre d'une première position de fermeture de l'interrupteur (41 , 42, 43 , 4n) et d'une deuxième position d'ouverture de l'interrupteur (41, 42, 43, 4n).

7. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le port (2) de courant alternatif est destiné à être connecté à au moins une unité (PV) de production d'électricité.

8. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le port (2) de courant alternatif est destiné à être connecté à un autre côté alternatif (100) d'au moins une unité (PV) de production d'électricité.

9. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le port (2) de courant alternatif est destiné à être connecté au côté alternatif (100) d'un premier onduleur (OPV) d'au moins un panneau photo voltaïque (PV) ou d'une centrale photovoltaïque, devant fournir du courant électrique alternatif par ce côté alternatif (100).

10. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le port (2) de courant alternatif est destiné à être connecté au moins une éolienne (PV) de production d'électricité.

11. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le port (2) de courant alternatif est destiné à être connecté au moins une éolienne (PV) offshore de production d'électricité.

12. Circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le convertisseur (5) est un deuxième onduleur (5) de dissipation d'énergie reçue du port alternatif (2) sur son deuxième côté alternatif (51) et/ou de génération d'énergie sur le port alternatif (2) à partir de son deuxième côté alternatif (51).

13. Procédé de commande d'un circuit (1) de simulation d'un réseau électrique alternatif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que

on mesure (El) une première puissance (Pmes) présente sur le port (2) de courant alternatif, on détermine (E2) une deuxième puissance (Pchb) de consigne de charge de la batterie (7),

on calcule (E3) un paramètre (D) de différence égal à la première puissance (Pmes), à laquelle est soustraite la deuxième puissance (Pchb),

et au cours d'une étape (E4, E5) de commande, on commande la connexion ou la déconnexion de chacune des premières résistances (31, 32, 33, 3n) en fonction du paramètre (D) de différence.

14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les premières résistances ont des premières valeurs résistives respectives dont la sélection par les moyens de connexion permet d'obtenir une puissance du banc de premières résistances, qui est multiple entière d'un pas A de puissance positif prescrit,

on initialise un nombre entier positif k à une valeur prescrite,

et pour effectuer l'étape de commande, on examine :

- si D > (k+l).A+B, pour dans l'affirmative augmenter k d'une unité (E5), où D est le paramètre de différence, B est une constante prescrite positive inférieure à

A,

- si D < k.A, pour, dans l'affirmative, diminuer k d'une unité,

- et sinon, on maintient k,

puis on commande par les moyens de connexion (4, 41, 42, 43, 4n) la connexion ou la déconnexion de chacune des premières résistances (31 , 32, 33, 3n) pour que la puissance Pb du banc (3) de premières résistances (31 , 32, 33, 3n) soit égale à Pb= k.A.

Description:
Circuit de simulation d'un réseau électrique alternatif et son procédé de commande

La présente invention concerne un circuit de simulation d'un réseau électrique alternatif.

Un domaine d'application de l'invention peut être un tel circuit de simulation pour au moins un panneau photovoltaïque ou au moins une centrale photovoltaïque. En particulier, un cas d'application peut être celui où le circuit de simulation doit être connecté au côté alternatif d'un onduleur d'au moins un panneau photovoltaïque.

Les panneaux solaires photovoltaïques peuvent être le siège d'une dégradation irréversible de performances lorsqu'ils sont exposés à la lumière en circuit ouvert sur une longue période. En particulier, lorsque les panneaux photovoltaïques sont installés sur un site en attente de raccordement à un réseau d'évacuation d'électricité, ils sont exposés à la lumière et sont en circuit ouvert. Ce phénomène pénalise la rentabilité des projets photovoltaïques dont la date de raccordement au réseau d'évacuation d'électricité intervient plusieurs mois après la mise en place des modules photovoltaïques.

Une des solutions connues jusqu'à présent est de positionner sur le circuit à courant continu des panneaux photovoltaïques des résistances de charge fixes directement en sortie des modules solaires. Toutefois, cette solution, dont l'avantage est d'être peu coûteuse, ne permet pas de maîtriser le point de fonctionnement des panneaux photovoltaïques en fonction du rayonnement solaire et ne répond donc pas aux besoins. En effet, les fabricants des panneaux photovoltaïques préconisent de les faire débiter toujours au point de puissance maximale.

Le document US-A-2013/00 63 993 décrit un émulateur de réseau alternatif devant être raccordé à l'onduleur d'un générateur photovoltaïque. Cet émulateur comporte un banc de résistances pouvant être connecté sélectivement par des interrupteurs au côté alternatif de l'onduleur photovoltaïque du générateur photovoltaïque. En outre, une source de courant alternatif est branchée sur le côté alternatif de l'onduleur photovoltaïque et en parallèle avec le banc de résistances. Ce document indique qu'en cas de variations rapides de la puissance à dissiper, la source de courant alternatif dispose d'une marge suffisante pour réguler la résistance équivalente du banc de résistances pour empêcher du courant de retourner à cette source. Cette source de courant alternatif peut être une source programmable selon ce document, cette source étant elle-même raccordée à un réseau électrique d'alimentation.

Par conséquent, le dispositif décrit par ce document possède des limitations quant à l'emploi d'une source de courant alternatif et est compliqué à mettre en œuvre.

Le document CN-U-2028 18 122 décrit un émulateur de réseau alternatif, comportant un module de conversion AC vers DC, un IGBT, un module de sortie série-parallèle, un circuit de filtrage et un circuit de sortie triphasé.

Ce dispositif présente également l'inconvénient de devoir nécessiter une source de courant alternatif, cette source étant elle-même raccordée à un réseau électrique d'alimentation.

Ainsi, chacun des dispositifs décrit par les deux documents US-A-2013/00 63

993 et CN-U-2028 18 122 nécessite une source de courant alternatif, alors que l'on souhaite justement pouvoir simuler sur le côté alternatif la présence d'un réseau de courant alternatif sans disposer de raccordement à un tel réseau de courant alternatif.

L'invention vise à obtenir un circuit de simulation d'un réseau électrique alternatif, ainsi qu'un procédé de commande de ce circuit, qui pallient les inconvénients de l'état de la technique lorsque le panneau photovoltaïque ou la centrale photovoltaïque ou plus généralement une unité de production d'électricité est en attente de raccordement à un réseau d'évacuation de l'électricité produite par ce panneau ou par cette centrale ou par cette unité de production d'électricité et sans que l'on dispose de réseau électrique d'alimentation.

A cet effet, un premier objet de l'invention est un circuit de simulation d'un réseau électrique alternatif, le circuit comportant au moins un banc de premières résistances aptes à être connectées de manière sélective au port de courant alternatif par l'intermédiaire de moyens de connexion,

caractérisé en ce que le circuit comporte en outre au moins un convertisseur réversible AC-DC comportant un deuxième côté alternatif connecté au port de courant alternatif et un côté continu connecté à un sous-circuit de dissipation d'énergie en courant continu connecté à au moins une batterie électrique apte à être chargée en courant continu et à être déchargée en courant continu.

L'invention permet ainsi de réduire fortement le coût du système en se dispensant d'une source de courant alternatif et en combinant des résistances à des composants d'électronique de puissance dont le dimensionnement est réduit par la présence des résistances..

Suivant un mode de réalisation de l'invention, la batterie électrique est connectée au côté continu du convertisseur.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le sous-circuit de dissipation d'énergie en courant continu comprend un hacheur comportant un premier côté continu de hacheur, connecté au côté continu du convertisseur, et un deuxième côté continu de hacheur, connecté à au moins une deuxième résistance.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le sous-circuit de dissipation d'énergie en courant continu comprend ou est constitué d'une charge électronique variable.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, les moyens de connexion comportent une commande permettant de connecter et déconnecter d'une manière sélective chaque première résistance au port de courant alternatif.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, les moyens de connexion comportent au moins un interrupteur branché en série avec chaque première résistance, chaque interrupteur comportant une commande d'interrupteur permettant de le faire passer d'une manière sélective dans l'une et l'autre d'une première position de fermeture de l'interrupteur et d'une deuxième position d'ouverture de l'interrupteur.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le port de courant alternatif est destiné à être connecté à au moins une unité de production d'électricité.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le port de courant alternatif est destiné à être connecté à un autre côté alternatif d'au moins une unité de production d'électricité. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le port de courant alternatif est destiné à être connecté au côté alternatif d'un premier onduleur d'au moins un panneau photovoltaïque ou d'une centrale photovoltaïque, devant fournir du courant électrique alternatif par ce côté alternatif.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le port de courant alternatif est destiné à être connecté au moins une éolienne de production d'électricité.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le port de courant alternatif est destiné à être connecté au moins une éolienne offshore de production d'électricité.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le convertisseur est un deuxième onduleur de dissipation d'énergie reçue du port alternatif sur son deuxième côté alternatif et/ou de génération d'énergie sur le port alternatif à partir de son deuxième côté alternatif.

Un deuxième objet de l'invention est un procédé de commande du circuit de simulation d'un réseau électrique alternatif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce que

on mesure une première puissance présente sur le port de courant alternatif, on détermine une deuxième puissance de consigne de charge de la batterie, on calcule un paramètre de différence égal à la première puissance, à laquelle est soustraite la deuxième puissance,

et au cours d'une étape de commande, on commande la connexion ou la déconnexion de chacune des premières résistances en fonction du paramètre de différence.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, les premières résistances ont des premières valeurs résistives respectives dont la sélection par les moyens de connexion permet d'obtenir une puissance du banc de premières résistances, qui est multiple entière d'un pas A de puissance positif prescrit,

on initialise un nombre entier positif k à une valeur prescrite,

et pour effectuer l'étape de commande, on examine :

- si D > (k+l).A+B, pour dans l'affirmative augmenter k d'une unité, où D est le paramètre de différence, B est une constante prescrite positive inférieure à A,

- si D < k.A, pour, dans l'affirmative, diminuer k d'une unité, - et sinon, on maintient k,

puis on commande par les moyens de connexion la connexion ou la déconnexion de chacune des premières résistances pour que la puissance Pb du banc de premières résistances soit égale à Pb= k.A.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 représente un schéma électrique du circuit de simulation suivant un mode de réalisation de l'invention,

- la figure 2 représente un schéma électrique d'une partie du circuit de simulation suivant la figure 1 ,

- la figure 3 représente un organigramme du procédé de commande du circuit de simulation suivant un mode de réalisation de l'invention,

- la figure 4A représente un chronogramme représentant un exemple de la manière dont la puissance du banc de résistances suit la puissance active imposée au circuit de simulation suivant un mode de réalisation de l'invention,

- la figure 4B représente un chronogramme de la puissance active du deuxième onduleur du circuit de simulation en correspondance avec la figure 4A,

- la figure 5 représente un schéma électrique du circuit de simulation suivant un mode de réalisation de l'invention.

Le circuit 1 de simulation d'un réseau électrique alternatif comporte au moins un port 2 de courant alternatif et un banc 3 de premières résistances 31, 32, 33, 3n. Les premières résistances 31 , 32, 33, 3n sont aptes à être connectées de manière sélective au port 2 par l'intermédiaire de moyens 4 de connexion. Dans un mode de réalisation, le circuit 1 simule la présence d'un réseau électrique alternatif sur le port alternatif 2.

Ce port 2 de courant alternatif, également appelé port alternatif 2, est destiné à être connecté à un moins une unité PV de production d'électricité, par exemple à un premier côté alternatif 100 d'au moins une unité PV de production d'électricité. Cette unité PV de production d'électricité peut comporter un organe OPV de production de courant alternatif sur le premier côté alternatif 100. Cet organe OPV de production de courant alternatif peut être un onduleur OPV devant fournir du courant électrique alternatif par ce premier côté alternatif 100.

Cette unité PV de production d'électricité peut être photovoltaïque. Cette unité PV de production d'électricité peut être au moins un panneau photovoltaïque ou une centrale photovoltaïque. Par exemple, le port alternatif 2 est destiné à être connecté au premier côté alternatif 100 d'au moins un premier onduleur OPV d'au moins un panneau photovoltaïque PV (ou de plusieurs panneaux photovoltaïques PV) ou d'une centrale photovoltaïque PV (ou de plusieurs centrales photovoltaïques PV), devant fournir du courant électrique alternatif par ce côté alternatif 100.

L'unité PV de production d'électricité peut être autre que photovoltaïque.

Par exemple, l'unité PV de production d'électricité peut être ou comprendre au moins une éolienne (PV) de production d'électricité. Dans ce cas, le port 2 de courant alternatif est destiné à être connecté au moins une éolienne PV de production d'électricité, par exemple au premier côté alternatif 100 d'un alternateur OPV, devant fournir du courant alternatif par ce premier côté alternatif 100. Par exemple, le port 2 de courant alternatif est destiné à être connecté à au moins une éolienne PV offshore de production d'électricité. Dans un autre exemple, le port 2 de courant alternatif est destiné à être connecté à au moins une éolienne PV terrestre de production d'électricité.

L'invention est décrite ci-dessous dans le cas d'une unité PV de production d'électricité photovoltaïque. Bien entendu, ce qui est décrit ci-dessous est applicable aux autres cas mentionnés ci-dessus, la référence PV, OPV pouvant être remplacée par toute unité PV de production d'électricité.

Le circuit 1 de simulation comporte par exemple une entrée 20 connectée au port 2 de courant alternatif, cette entrée 20 servant à la connexion au côté alternatif

100 de l'onduleur photovoltaïque OPV. Le premier onduleur OPV doit fournir du courant électrique alternatif par ce côté alternatif 100. Par exemple, chaque première résistance 31, 32, 33, 3n au port 2 alternatif est apte à être branchée en parallèle sur le port alternatif 2 (par exemple entre le port alternatif 2 et la masse GND) par l'intermédiaire des moyens 4 de connexion. Le côté alternatif 100 peut également être connecté à un ou plusieurs dispositifs APV auxiliaires devant consommer une partie de l'énergie fournie par l'onduleur OPV au côté alternatif 100. Ce ou ces dispositifs auxiliaires APV peuvent comprendre par exemple un ou plusieurs transformateurs de service auxiliaires, qui doivent alimenter à partir de l'énergie fournie par l'onduleur OPV sur le côté alternatif 100 une partie de contrôle (non représentée) de l'onduleur OPV ou un dispositif de protection électrique de l'onduleur OPV, ou un local où se trouve cet onduleur OPV (par exemple, pour l'éclairage du local, ou autres). Le côté alternatif 100 de l'onduleur OPV peut être connecté également, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs dispositifs interrupteurs ou commutateurs 200, à un ou plusieurs transformateurs 300 élévateurs de la tension, par exemple pour élever la basse tension (par exemple 310 V alternatifs) fournie par le côté alternatif 100 en une haute tension alternative (pouvant être par exemple de 20 kV alternatifs ou 30 kV alternatifs).

Le côté alternatif 100 est par exemple triphasé. Dans ce cas, le port alternatif

2 est également triphasé, ainsi que cela est représenté sur les figures 1 et 2 par les trois traits en oblique, et ainsi que cela est représenté à la figure 5. Par conséquent, il peut être prévu à la figure 5, comme banc 3 de premières résistances 31, 32, 33, 3n, trois bancs différents 3a, 3b, 3c de résistances pour, respectivement, les trois conducteurs de phase différents 2a, 2b, 2c du port alternatif 2. Les trois bancs 3 a, 3b et 3 c sont aptes à être connectés par respectivement des moyens de connexion 4a, 4b et 4c aux conducteurs de phase 2a, 2b, 2c. De même, lorsque le côté alternatif 100 est relié au port alternatif 2 dans ce cas, ce côté alternatif 100 comporte trois conducteurs de phases 100a, 100b, 100c connectés respectivement aux conducteurs de phase 2a, 2b, 2c du port alternatif 2.

Le port alternatif 2 peut être triphasé à basse tension alternative ou à haute tension alternative, par exemple pour une centrale photovoltaïque.

Le circuit 1 de simulation comporte en outre au moins un convertisseur réversible AC-DC 5, dont le deuxième côté alternatif 51 est connecté au port 2 alternatif et dont le côté continu 52 est connecté à un sous-circuit 6 de dissipation d'énergie en courant continu. Le sous-circuit 6 de dissipation d'énergie en courant continu est connecté à au moins une batterie électrique 7 apte à être chargée en courant continu et à être déchargée en courant continu. Dans ce qui suit et aux dessins, le terme de courant continu est indiqué par DC, et le terme de courant alternatif est indiquée par AC, ainsi que cela est connu de l'homme du métier.

Le rôle du convertisseur 5 est d'émuler un réseau de courant alternatif permettant à l'onduleur OPV de fonctionner comme s'il était branché sur un réseau de courant alternatif. Ainsi, lorsque le panneau solaire PV est exposé à de la lumière ou au soleil, l'onduleur photovoltaïque OPV génère de la puissance active sur son côté alternatif 100. Le banc 3 de résistances est commandé par l'intermédiaire des moyens 4 de connexion pour adapter sa puissance consommée de manière à ne laisser au convertisseur 5 que la puissance nécessaire à la charge de la batterie 7 en courant continu. Néanmoins, dans le cas où la valeur résistive équivalente du banc 3 de résistances varie par palier et ne peut donc pas adapter d'une manière parfaite la puissance de ce banc 3 à la puissance générée par l'onduleur photovoltaïque OPV, le convertisseur 5 sert aussi dans ce cas à dissiper la puissance qui n'est pas prise en charge par le banc 3 de résistances. L'onduleur 5 est par exemple à transistor(s) du type IGBT.

Suivant un mode de réalisation, la batterie électrique 7 est connectée au côté continu 52 du convertisseur 5.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, le sous-circuit 6 de dissipation d'énergie en courant continu comprend un hacheur 8 comportant un premier côté continu 81 de hacheur, connecté au côté continu 52 du convertisseur 5, et un deuxième côté continu 82 de hacheur connecté à au moins une deuxième résistance 9. Ce sous circuit peut également être constitué de charges électroniques variables.

Ainsi, le hacheur 8 associé à la deuxième résistance 9 connectée au côté continu 52 du convertisseur 5 permet de dissiper la puissance lorsque la batterie 7 est complètement chargée ou lorsque la puissance à dissiper excède la puissance de charge de la batterie.

Lors des phases de démarrage, par exemple, lorsque le soleil se lève, le convertisseur 5 émule un réseau alternatif et fournit, grâce à la batterie se déchargeant pour fournir du courant continu au convertisseur 5, la puissance nécessaire au dispositif auxiliaire APV de l'onduleur OPV. La batterie 7 est dimensionnée pour couvrir les besoins en énergie au moins pour ces phases de démarrage.

Suivant un mode de réalisation, les moyens 4 de connexion comportent une entrée 10 de commande permettant de connecter et de déconnecter d'une manière sélective chaque première résistance 31 , 32, 33, ... , 3n au port 2 alternatif. Par exemple, les moyens 4 de connexion comportent au moins un interrupteur 41, 42, 43, 4n branché en série avec, respectivement, chaque première résistance 31, 32, 33, 3n. Chaque interrupteur respectif 41, 42, 43, 4n comporte une entrée de commande 101, 102, 103, ..., 10η d'interrupteur permettant de le faire passer d'une manière sélective dans l'une et l'autre d'une première position de fermeture de l'interrupteur 41, 42, 43, 4n et d'une deuxième position d'ouverture de l'interrupteur 41, 42, 43, 4n.

Le convertisseur 5 est un onduleur 5 de dissipation d'énergie reçue du port alternatif 2 sur son côté alternatif 51 et/ou de génération d'énergie sur le port alternatif 2 à partir de son côté alternatif 51 , cette énergie étant fournie par décharge de la batterie 7 dans ce deuxième cas. Dans le cas où le convertisseur 5 fonctionne en dissipation d'énergie reçue du port alternatif 2 sur son côté alternatif 51, le convertisseur AC-DC fonctionne en redresseur (transformation du courant alternatif AC du deuxième côté 51 en courant continu DC sur le côté 52). Dans le cas où le convertisseur 5 fonctionne en génération d'énergie sur le port alternatif 2 à partir de son côté alternatif 51, le convertisseur AC-DC fonctionne en onduleur (transformation du courant continu DC sur le côté 52 en courant alternatif AC du deuxième côté 51).

On prévoit que la batterie 7 soit initialement chargée à une charge déterminée.

Le convertisseur 5 permet d'imposer une tension alternative d'amplitude constante et de fréquence constante sur le port alternatif 2, afin d'émuler un réseau alternatif sur ce port alternatif 2 et donc sur le côté alternatif 100 de l'onduleur photovoltaïque OPV, lorsque ce dernier est connecté au port alternatif 2 du circuit 1 de simulation. Le convertisseur 5 a aussi pour fonction de dissiper l'énergie qui n'est pas consommée par le banc 3 de résistances, du fait par exemple du mode de fonctionnement discret de ce dernier et du retard de commande de ce dernier.

Suivant un mode de réalisation, sur le côté continu 52 du convertisseur 5, la batterie 7 maintient la tension continue à une valeur constante, permettant le bon fonctionnement du convertisseur 5.

Suivant un mode de réalisation, la tension continue fournie par la batterie 7 au côté continu 52 du convertisseur 5 est supérieure au double de la tension simple crête (cette tension simple crête étant égale à la moitié de la tension crête à crête) présente sur le port alternatif 2 et/ou sur le côté alternatif 51 du convertisseur. Cette tension de la batterie 7 possède par exemple suffisamment de marge pour éviter des ratés de commutation.

Suivant un mode de réalisation, le hacheur 8 est agencé pour réguler le niveau de charge de la batterie 7. Le hacheur 8 dissipe par exemple la puissance vue par le convertisseur 5 à laquelle est soustraite une consigne Pchb de puissance de charge de la batterie 7. Cette consigne Pchb de puissance de charge de la batterie est par exemple comprise entre 0 et la puissance de charge maximale prescrite PchMax de la batterie.

Suivant un mode de réalisation, la batterie 7 comporte un dispositif 70 de régulation prévu pour déterminer cette consigne Pchb de puissance de charge de la batterie 7, par exemple en fonction d'un état de charge de la batterie ayant été mesuré par des moyens 71 de mesure que comporte la batterie 7.

On décrit ci-dessous, en référence à la figure 3, un procédé de commande du circuit 1 de simulation suivant un mode de réalisation de l'invention.

Lors d'une première étape El, on mesure une première puissance Pmes présente sur le port 2 de courant alternatif. Cette puissance Pmes est par exemple mesurée à partir des valeurs de mesure fournies par au moins un organe 11 de mesure prévu sur le port alternatif 2, par exemple sur l'entrée 20 du port alternatif 2.

Puis, au cours d'une étape E2, on détermine la deuxième puissance Pchb de consigne de charge de la batterie 7. Au cours d'une étape E3, on calcule un paramètre D de différence égal à la première puissance Pmes, à laquelle est soustraite la deuxième puissance Pchb. On a donc :

D = Pmes - Pchb.

Ce procédé de commande est par exemple mis en œuvre par une unité 12 de commande connectée aux entrées de commande 101, 102, 103, ..., 10η des interrupteurs 41, 42, 43, 4n. Cette unité 12 de commande est par conséquent reliée à l'organe 11 de mesure et est apte à déterminer, à partir de la mesure fournie par cet organe 11 de mesure, la puissance Pmes. L'unité 12 de commande est également reliée au dispositif 70 de détermination de la consigne Pchb de puissance charge de la batterie 7, pour recevoir de celui-ci cette consigne Pchb.

Puis, au cours d'une étape de commande, dont on décrira un mode de réalisation ci-dessous, on commande la connexion ou la déconnexion de chacune des premières résistances 31 , 32, 33, ... , 3n en fonction du paramètre D de différence.

Dans un mode de réalisation, les premières résistances 31, 32, 33, 3n ont des premières valeurs résistives respectives dont la sélection par les moyens 41, 42, 43, 4n de connexion permet d'obtenir une puissance du banc 3 de premières résistances, qui est multiple entière d'un pas A de puissance positif prescrit, non nul. Par exemple, le banc 4 de résistances a plusieurs gradins de puissance, par exemple 10 kW, 2 x 20 kW, 50 kW, 100 kW, 200 kW, 300 kW, dont la combinaison permet d'obtenir le pas A de réglage suffisamment fin.

Par exemple, on règle par les commandes envoyées par l'unité 12 aux entrées de commande 101, 102, 103, ..., 10η des moyens 41, 42, 43, 4n de connexion la puissance du banc 3 de premières résistances 31, 32, 33, 3n à une valeur égale à k.A, où k est un nombre entier positif.

Pour ce faire, suivant un mode de réalisation, on initialise le nombre entier positif k à une valeur prescrite. Puis, pour effectuer l'étape de commande, on examine, au cours de l'étape E4, si le paramètre D de différence est supérieur à (k + 1).A + B. Dans l'affirmative à l'étape E4, on augmente k d'une unité au cours de l'étape E5. B est une constante positive prescrite inférieure à A. Dans la négative à l'étape E4, on examine au cours de l'étape E6 si le paramètre D de différence est inférieur à k.A. Dans l'affirmative à l'étape E6, on diminue k d'une unité au cours de l'étape E7. Dans la négative à l'étape E6, on maintient k inchangé au cours de l'étape E8.

Les étapes E5, E7 et E8 sont suivies par l'étape E9.

Au cours de l'étape E9, on commande par les moyens de connexion 4, 41, 42, 43, 4n la connexion ou la déconnexion de chacune des premières résistances 31, 32, 33, 3n pour que la puissance Pb du banc 3 de premières résistances soit égale à Pb = k.A. La variation de puissance délivrée par l'onduleur OPV (en raison par exemple d'une variation du luminosité sur les panneaux photovoltaïques) modifie la puissance mesurée Pmes par l'organe 11 de mesure sur le port alternatif 2 et donc la valeur du paramètre D de différence calculée. Par conséquent, l'étape E9 est suivie par l'étape E4. Bien entendu, l'étape E3 pourrait être suivie, au lieu de l'étape E4, par l'étape E6 ou par une étape consistant à examiner si D est à la fois supérieur à k.A et inférieur à (k + 1).A + B, avec l'étape E9 suivie par cette dernière étape ou l'étape E4 ou l'étape E6.

La puissance dissipée par des dispositifs auxiliaires du banc 3 de résistances est prise en compte par la commande en interne du banc 3 de résistance par l'unité 12 de commande. Pmes est la puissance mesurée aux bornes du convertisseur 5, du banc 3 de premières résistances en retranchant la puissance de tous les auxiliaires du banc 3. k représente la position de réglage du banc 3 de premières résistances. Ainsi, le retard entre une mesure de la puissance Pmes à dissiper et le changement de pas k est pris en compte par le circuit 1. L'unité 12 de commande est prévue pour que le banc 3 de premières résistances ne consomme pas plus d'énergie que la consigne Pb de puissance qu'il reçoit.

A la figure 4 A, la courbe Cl correspond à une variation de puissance imposée au port alternatif 2 sur son entrée 20 de connexion au côté alternatif 100 de l'onduleur photovoltaïque OPV, par exemple par le fait que ce côté alternatif 100 fournit un courant électrique issu de l'onduleur photovoltaïque OPV du fait de la conversion de la lumière reçue par le panneau photovoltaïque ou la centrale photovoltaïque en ce courant électrique. Par exemple, lorsque l'ensoleillement est constant sur le panneau photovoltaïque PV, la courbe Cl présente une valeur constante avant le temps Tl et après le temps T4. Lorsque la courbe Cl descend du temps Tl au temps T2, cela correspond à une diminution de l'ensoleillement sur le panneau photovoltaïque PV, qui produit alors moins de courant, cela étant par exemple le cas lorsque la nuit approche ou que le ciel se couvre. A l'inverse, la courbe Cl va en augmentant du temps T3 au temps T4, lorsque l'ensoleillement augmente au cours du temps, ce qui fait produire plus de courant à l'onduleur OPV, cela étant le cas par exemple au lever du soleil ou lorsque le ciel se dégage.

La courbe C2 représente la puissance Pb du banc 3 de premières résistances.

Sur la figure 4B, la courbe C3 représente la puissance active du convertisseur 5. Les courbes Cl, C2, C3 sont données en fonction du temps t gradué de la même manière aux figures 4 A et 4B en abscisse (en secondes).

La courbe C2 suit avec un léger temps de retard et suivant des paliers successifs (avec le pas A entre les paliers consécutifs) la courbe Cl .

Ainsi, lorsque la puissance Pmes sur l'entrée 20 du port alternatif 2 diminue (courbe Cl décroissante), on actionne les moyens 4 de connexion pour faire augmenter la résistance équivalente du banc 3 de résistances vue par l'entrée 20, ce qui fait diminuer la puissance Pb de commande du banc 3. Pendant ce temps, la puissance active du convertisseur 5 est négative selon la courbe C3 entre les temps Tl et T2, ce qui signifie que le convertisseur 5 fournit de la puissance au port alternatif 2 sur son côté alternatif 51 , pour compenser la différence entre Pmes (courbe Cl) et Pb (courbe C2). Dans ce cas, entre Tl et T2, la batterie 7 se décharge pour fournir au côté 52 du convertisseur 5 un courant continu, qui est transformé par ce convertisseur 5 en courant alternatif fourni par son côté alternatif 51 au port alternatif 2.

Entre les temps T3 et T4, lorsque la puissance Pmes sur l'entrée 20 augmente selon la courbe Cl, la puissance Pb du banc 3 de résistances (courbe C2) suit également par paliers successifs (avec, entre deux paliers consécutifs, le pas A) la puissance Pmes sur l'entrée 20 (courbe Cl) avec un temps de retard. Dans ce cas, entre les temps T3 et T4, le convertisseur 5 dissipe de la puissance active en absorbant sur son côté alternatif 51 de la puissance reçue du port alternatif 2 (courbe C3 positive dans ce cas). Dans ce cas, le courant reçu sur le côté alternatif 51 du convertisseur 5 est transformé par celui-ci en courant continu sortant sur son deuxième côté alternatif 52 pour alors charger la batterie 7. Lorsque la batterie 7 est entièrement chargée ou a atteint sa puissance de charge maximale PchMax, le courant électrique fourni par le côté continu 52 du convertisseur 5 est envoyé au hacheur 8 qui le transforme en un autre courant continu passant dans la deuxième résistance 9, pour dissiper une puissance correspondante dans cette résistance 9. Le hacheur 10 provoque la dissipation dans la deuxième résistance 9 de la puissance vue par le convertisseur 5, à laquelle il soustrait la consigne de puissance de charge Pchb de la batterie 7.

Suivant un mode de réalisation, l'invention concerne un circuit (1) de simulation d'un réseau électrique alternatif, le circuit ayant au moins un port (2) de courant alternatif destiné à être connecté au côté alternatif (100) d'un premier onduleur (OPV) d'au moins un panneau photovoltaïque (PV) ou d'une centrale photovoltaïque, devant fournir du courant électrique alternatif par ce côté alternatif, le circuit (1) comportant au moins un banc (3) de premières résistances (31 , 32, 33, ... , 3n) aptes à être connectées de manière sélective au port (2) de courant alternatif par l'intermédiaire de moyens (4, 41, 42, 43, ..., 4n) de connexion,

caractérisé en ce que le circuit comporte en outre au moins un deuxième onduleur (5) comportant un deuxième côté alternatif (51) connecté au port (2) de courant alternatif et un côté continu (52) connecté à un sous-circuit (6) de dissipation d'énergie en courant continu connecté à au moins une batterie électrique (7) apte à être chargée en courant continu et à être déchargée en courant continu.

Suivant un mode de réalisation, dans le cas d'au moins une éolienne dans ou constituant l'unité PV de production d'électricité, le circuit 1 peut servir à vérifier que pour une vitesse de vent déterminée, l'unité PV de production d'électricité à éolienne(s) produit une quantité déterminée d'électricité (par exemple puissance). Dans un mode de réalisation, le circuit 1 simule la présence d'un réseau électrique alternatif et simule par exemple une charge variable, dans laquelle la au moins une éolienne PV pourrait débiter du courant électrique à différents régimes de vent. Par exemple, on mesure par l'organe 11 de mesure la puissance Pmes délivrée par la ou les éo Hennés PV, pour ensuite déterminer combien et/ou quelles résistances 31, 32, 33, 3n du banc 3 de résistances sont à utiliser. Dans un mode de réalisation, le circuit 1 peut servir de circuit d'essai de la au moins une éolienne PV, avant le raccordement définitif de cette au moins une éolienne PV au réseau électrique d'évacuation d'électricité. Dans un mode de réalisation, le raccordement prévoit le raccordement de la au moins une éolienne PV à un réseau intermédiaire (dénommé en anglais « inter-array »), qui doit être lui-même raccordé au port 2. Ainsi, suivant un mode de réalisation, le circuit 1 peut servir à mener des tests de réception d ' éo Hennés o ffshore .